CN201662622U - 一种便携式核素识别仪 - Google Patents

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赵文渊
赵登红
吴斌
徐强
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Abstract

本实用新型的目的在于公开一种便携式核素识别仪，它包括伽玛探头和控制系统；所述伽玛探头的信号输出端与所述控制系统的信号输入端连接，所述伽玛探头设置有氟溴化镧闪烁晶体制成的伽玛探测元件。采用氟溴化镧闪烁晶体作为伽玛探测元件，灵敏度高，分辨率高，体积小巧，重量轻，便携，可测量环境周围辐射水平，又能进行放射性核素识别，为国内事故应急响应、边境控制、海关检测、核电站安全防护及核科学及核医学研究等领域提供新的安全保障，实现本实用新型的目的。

Description

一种便携式核素识别仪
技术领域
本实用新型涉及一种辐射检测仪，特别涉及一种应用于安保、个人防护、环境辐射监测、核科学及核医学研究领域的功能齐全且携带方便的便携式核素识别仪。
背景技术
在防止放射性物质非法运输，事故中寻找失控放射源，反核恐怖事件，环境监测和安保监测中，需要可携式核素识别仪(伽玛能谱仪)检测伽玛射线，并准确快速地确认放射源和放射污染种类和污染程度等，为制定防护计划、决策防护行动提供基本数据。
目前，便携式核素识别仪多采用NaI闪烁晶体，实现伽玛探测及核素识别。NaI具有高的光输出，但是密度较低，对γ射线探测效率相对较低，且能量分辨率也比较低(对662kev，8％左右)；另外它的余辉现象使得其单光子计数率较低。采用高纯锗半导体的伽玛能谱仪，能量分辨率高，探测准确程度高，但价格昂贵，使用不便(需制冷，体积庞大)。溴化镧闪烁晶体(LaBr3:Ce)是21世纪初被发现的晶体，它具有高光输出、快衰减、好的能量分辨率(对662kev，3％左右)等特点，已有部分核素识别仪产品使用溴化镧晶体。但溴化镧晶体极易潮解，晶体表面一旦与水汽接触便迅速溶解，给晶体加工、性能研究和实际应用带来较大难度。
总的来说，目前在环境监测、放射源搜寻和安保检测中应用的设备存在着检测不准确或难于便携的缺点。
因此，特别需要一种辐射检测仪，对伽玛响应灵敏，分辨率高，便携，能准确快速检测伽玛射线并进行放射性核素的识别，用于安保、个人防护、环境辐射监测、核科学及核医学研究领域。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种便携式核素识别仪，弥补现有辐射检测仪存在的缺陷，对伽玛辐射响应灵敏，可准确测量环境周围辐射水平，分辨率高，能准确快速检测伽玛射线并进行放射性核素的识别。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种便携式核素识别仪，其特征在于，它包括伽玛探头和控制系统；所述伽玛探头的信号输出端与所述控制系统的信号输入端连接，所述伽玛探头设置有氟溴化镧闪烁晶体制成的伽玛探测元件。
在本实用新型的一个实施例中，所述氟溴化镧闪烁晶体其化学组成为(1-a-b)LaBr3·aCeBr3·bLaF3，其中0.001％≤a≤50％，0.001％≤b≤50％，且a≠b。
在本实用新型的一个实施例中，所述伽玛探头还包括屏蔽外壳、光导、光电倍增管和前置放大电路构成，所述伽玛探测元件、光导、光电倍增管和前置放大电路设置在所述屏蔽外壳内，所述伽玛探测元件的信号输出端与光导的信号输入端连接，光导的信号输出端与光电倍增管的信号输入端连接，光电倍增管的信号输出端与前置放大电路的信号输入端连接，前置放大电路的输出端与所述控制系统的信号输入端连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述控制系统包括放大器、多道分析器、控制器、显示器、高压电源和低压电源，所述放大器的信号输入端与所述伽玛探头的信号输出端连接，所述放大器的信号输出端与多道分析器的信号输入端连接，多道分析器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与显示器连接，所述低压电源分别与伽玛探头、放大器、多道分析器、控制器、显示器和高压电源连接，所述高压电源与所述伽玛探头连接。
进一步，所述低压电源为14V可反复充电式的锂电池。
本实用新型的便携式核素识别仪具有如下的特点：
(1)采用高灵敏度、高分辨率、较易加工的氟溴化镧闪烁晶体代替NaI、高纯锗及溴化镧作为伽玛探测元件，使仪器探测准确、便携，成本降低。
(2)采用高灵敏度的光电倍增管作为光电转换元件，后配多道系统，进行能谱测量和核素识别。
本实用新型的便携式核素识别仪，采用氟溴化镧闪烁晶体作为伽玛探测元件，灵敏度高，分辨率高，体积小巧，重量轻，便携，可测量环境周围辐射水平，又能进行放射性核素识别，为国内事故应急响应、边境控制、海关检测、核电站安全防护及核科学及核医学研究等领域提供新的安全保障，实现本实用新型的目的。
本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本实用新型的便携式核素识别仪的结构示意图；
图2为本实用新型的便携式核素识别仪的伽玛探头内部结构示意图；
图3为本实用新型的便携式核素识别仪的控制系统结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，本实用新型的便携式核素识别仪，它包括伽玛探头10和控制系统20，伽玛探头10的信号输出端与控制系统20的信号输入端连接，由控制系统20对伽玛探头10的信号进行处理。
如图2所示，伽玛探头10由包括屏蔽外壳11、伽玛探测元件12、光导13、光电倍增管14和前置放大电路15构成，伽玛探测元件12、光导13、光电倍增管14和前置放大电路15设置在屏蔽外壳11内，伽玛探测元件12的信号输出端与光导13的信号输入端连接，光导13的信号输出端与光电倍增管14的信号输入端连接，光电倍增管14的信号输出端与前置放大电路15的信号输入端连接，，前置放大电路15的输出端接控制系统20的信号输入端。
在本实施例中，伽玛探头10的伽玛探测元件12采用氟溴化镧闪烁晶体，化学组成为0.975LaBr3·0.005CeBr3·0.02LaF3，屏蔽外壳11采用铝制的屏蔽外壳。
在本实施例中，伽玛探头10的光电倍增管14为北京滨松CR161-01光电倍增管，伽玛探头10由一英寸的氟溴化镧闪烁晶体(Φ25.4×25.4mm)耦合光电倍增管CR161-01组成，伽玛探头10后面接多道分析器，测试伽玛场下的辐射水平，并通过注量和剂量当量转换后求得剂量，测量辐射的同时进行核素识别。
如图3所示，控制系统20包括放大器21、多道分析器22、控制器23、显示器24、高压电源25和低压电源26，放大器21的信号输入端连接伽玛探头10的信号输出端，从伽玛探头10输出来的信号经过放大器21放大后，再进入多道分析器22进行能谱测量，计数和核素识别后，输入控制器23。控制器23通过操作界面进行显示、存储和报警等控制，数据通过显示器24显示；低压电源25分别与伽玛探头10、放大器21、多道分析器22、控制器23、显示器24、高压电源26连接供电，低压电源26为14V可反复充电式的锂电池。高压电源26与伽玛探头10连接供电，提供950V电压。
通过相应的实验测量，在137Cs源下，测得的伽玛灵敏度为400CPS/(μSv·h-1)，能量分辨率达到3.5％，仪器重量小于2kg。以上指标在同类仪器中都处在靠前的水平，可以说该新型便携式核素识别仪同时成功实现了灵敏度高、分辨率高和便携的优点。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种便携式核素识别仪，其特征在于，它包括伽玛探头和控制系统；所述伽玛探头的信号输出端与所述控制系统的信号输入端连接，所述伽玛探头设置有氟溴化镧闪烁晶体制成的伽玛探测元件。
2.如权利要求1所述的便携式核素识别仪，其特征在于，所述伽玛探头还包括屏蔽外壳、光导、光电倍增管和前置放大电路构成，所述伽玛探测元件、光导、光电倍增管和前置放大电路设置在所述屏蔽外壳内，所述伽玛探测元件的信号输出端与光导的信号输入端连接，光导的信号输出端与光电倍增管的信号输入端连接，光电倍增管的信号输出端与前置放大电路的信号输入端连接，前置放大电路的输出端与所述控制系统的信号输入端连接。
3.如权利要求1所述的便携式核素识别仪，其特征在于，所述控制系统包括放大器、多道分析器、控制器、显示器、高压电源和低压电源，所述放大器的信号输入端与所述伽玛探头的信号输出端连接，所述放大器的信号输出端与多道分析器的信号输入端连接，多道分析器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与显示器连接，所述低压电源分别与伽玛探头、放大器、多道分析器、控制器、显示器和高压电源连接，所述高压电源与所述伽玛探头连接。
4.如权利要求4所述的便携式核素识别仪，其特征在于，所述低压电源为14V可反复充电式的锂电池。
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